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PIN-PT晶体铁电性和压电性的温度稳定性研究

郭益平 , 罗豪甦 , 潘晓明 , 徐海清 , 殷之文

无机材料学报

测试了采用熔体法通过使用异质同构的Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃籽晶生长出的Pb(In_1/2Nb_1/2)O₃-PbTiO₃单晶的铁电、压电性能的温度稳定性,研究结果发现,<001>取向的PIN—PT单晶不但具有非常优越的铁电、压电性能,其室温电容率ε达5000左右,介电损耗因子tgδ-1％,k33值最大可达到95％,d₃₃值最大可达到3000pC/N左右.而且具有很高的温度稳定性,即使测试温度超过150℃,k₃₃值也只下降不到10％.研究结果表明,该晶体是继PMN-PT和PZN—PT单晶之后又一种非常具有发展前途的单晶.

关键词: PIN-PT单晶 , dielectric , piezoelectricity , temperature stability

Pb(Mn_1/3Sb_2/3)_0.05Zr_0.47Ti_0.48O₃压电陶瓷的温度稳定性研究

陆翠敏 , 刘庆锁 , 左建波 , 孙清池

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00271

探讨了硬性添加物MnO₂、软性添加物Nb₂O₅和两性添加物Cr₂O₃对锑锰锆钛酸铅Pb(Mn_1/3Sb_2/3)_0.05Zr_0.47Ti_0.48O₃(简称PMSZT5)压电陶瓷的相组成及温度稳定性的影响. 研究结果发现: 各掺杂组成在900℃的煅烧温度下, 都可以得到钙钛矿结构. 随着各掺杂离子的增大, 四方相含量减少, 准同型相界向三方相移动. 综合考虑离子掺杂对PMSZT5压电陶瓷的机电性能及温度稳定性的研究结果表明: 锰过量较其它铌和铬掺杂的温度稳定性更好, 机电性能最佳的PMSZT5+0.1wt% MnO₂的组成, ε₃₃^T/ε₀=1560, d₃₃=350pC/N, K_p=0.63, -25~80℃的f_r、K₃₁和d₃₁平均温度系数分别为72×10^-6/℃、-0.027%/℃和0.100%/℃.

关键词: PMSZT压电陶瓷 , doping , crystallographic phase , temperature stability

CaTiO₃对(1-x)ZnAl₂O₄-xMg₂TiO₄(x=0.21)微波介质陶瓷结构和性能的影响

雷文 , 吕文中 , 王晓川 , 梁军 , 江建军

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00957

利用常规固相法制备了ZnAl₂O₄-Mg₂TiO₄-CaTiO₃陶瓷, 研究了CaTiO₃对其相成分、微观组织结构和微波介电性能的影响规律. 结果表明, CaTiO3能有效地改善(1-x)ZnAl₂O₄-xMg₂TiO₄(x=0.21)材料的烧结性能, 使其致密化温度降低150℃. ZnAl₂O₄-Mg₂TiO₄-CaTiO₃陶瓷体系中包括ZnAl₂O₄基尖晶石相、CaTiO₃、MgTi₂O₅和Zn₂Ti₃O₈相, 当烧结温度高于1400℃时, Zn₂Ti₃O₈相消失. 随着CaTiO₃含量的增加, 体系中CaTiO₃相含量增加而MgTi₂O₅相含量减少, 且CaTiO₃具有显著地调节谐振频率温度系数的作用. 当在(1-x)ZnAl₂O₄-xMg₂TiO₄(x=0.21)体系中掺入6mol%的CaTiO₃添加剂时, 经1400℃烧结后能获得温度稳定性好的微波介质陶瓷材料, 其微波介电性能为：ε_r=11.8, Q·f=88080GHz, τ_f=-7.8×10^－6/℃.

关键词: ZnAl₂O₄基陶瓷 , spinel structure , micro-wave dielectric properties , temperature stability

铌掺杂PMS-PZ-PT三元系压电陶瓷温度稳定性研究

周飞 , 龙纪文 , 孟中岩

无机材料学报

研究了软性Nb₂O₅掺杂对PMS-PZ-PT三元系压电陶瓷温度稳定性能的影响.实验结果表明,适量的掺杂不仅能优化体系的压电性能,而且改善了体系的温度稳定性.改性后的三元系陶瓷频移小,机电耦合系数K₃₁的温度稳定性较好,同时压电常数d₃₁温度稳定性也得到了改善,能满足超声马达等器件对压电陶瓷材料性能的要求.

关键词: PMS-PZ-PT , temperature stability , Nb-doping , high power

PSN-PZN-PZT四元系压电陶瓷的研究

赵莎莎 , 孙清池 , 吴浩

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00375

采用传统的固相烧结方法制备了Pb(Sn_1/3Nb_2/3)O₃-Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃-PbZrO₃-PbTiO₃(PSN-PZN-PZT)四元系压电陶瓷, 并通过添加MnO₂、Sb₂O₃和Cr₂O₃以及改变Zr/Ti比来达到提高K _p和Q _m的目的. 同时也对Zr/Ti比对材料温度稳定性的影响进行了分析. 实验结果表明: 在960℃的预烧温度、1240℃的烧成温度下, 添加少量的MnO₂、Sb₂O₃和一部分Cr掺杂, 得到综合性能优良的压电材料: 室温下介电常数ξ₃₃^T/ξ₀=1669, 压电常数d₃₃=285×10^-12C/N, 机械品质因数Q _m=2179, 机电耦合系数K _p=54.9%, 介电损耗tanδ=0.4%. 可以满足超声马达和压电变压器等应用方面的要求.

关键词: 压电陶瓷 , dielectric and piezoelectric properties , morphotropic phase boundary , temperature stability

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